مجلة جامعة دمشق للعلوم الأساسية (May 2023)
تحضير خلية شمسية مُحسَّسة بنقاط كمومية من كبريتيد الكادميوم باستعمال طريقة امتزاز وتفاعل الطبقات الأيونية المتعاقبة (SILAR) وتوصيفها
Abstract
يتناول هذا البحث تحضير خلية شمسية مُحسَّسة بنقاط كمومية من كبريتيد الكادميوم. جرى تحضير الإلكترود الضوئي انطلاقًا من شرائح زجاجية عليها طبقة من أكسيد القصدير المشوب بالفلور (FTO). جرى توضيع طبقة مُصمَتة من أكسيد التيتانيوم بطريقة التدوير spin coating، وطبقة مسامية من أكسيد التيتانيوم النانوية بطريقةdoctor blade، ومن ثمّ توضيع النقاط الكمومية بطريقة امتزاز وتفاعل الطبقات الأيونية المتعاقبة Successive Ionic Layers Adsorption and reaction (SILAR). أمّا الإلكترود المضاد فقد جرى تحضيره من كبريتيد النحاس الأحادي على ركيزة من الشبه brass. وأخيرًا، جرى تجميع الخلية الشمسية بطريقة الساندويش باستعمال الكتروليت ناقل من البولي سلفيد، وبمساحة فعّالة (0.35x0.3) سم2. جرى توصيف الإلكترود الضوئي بتقانة XRD، وأظهر الطيف الناتج أن طور أكسيد التيتانيوم هو الأنتاز anatase، كما تم قياس سماكة الطبقة المصمتة بجهاز قياس الخشونة فكانت قرابة 60 نانومتر. جرى توصيف الإلكترود المضاد بتقانة XRD، وأظهر الطيف الناتج بنية Cu1.8S ونجاح عملية تخليق المادة. جرى توصيف النقاط الكمومية بمطيافية الامتصاص الجزيئي (UV-VIS)، وأظهر الطيف كتف امتصاص عند طول موجة nm 474، كما أظهرت مطيافية الفلورة قمة اصدار عند طول الموجة nm492.5 باستعمال طول موجة إثارةnm 474.5. حُسِبَت فجوة النطاق للنقاط الكمومية باستعمال نموذج تاوك وكانت (Eg=2.65eV). كما حُسِب قطرها باستعمال نموذج تقريب الكتلة الفعالة فكان قرابة 7 nm. جرى تسجيل المنحني المميِّز للخلية الشمسية باستعمال مصباح هالوجيني ومقاومة متغيرة، وكانت كثافة تيار القصر 7.5 mA/cm2 وفرق كمون الدارة المفتوحة 470 mV وكفاءة التحويل الطاقي 0.88%.
